HIMA F-PWR 02 是德国HIMA公司专为其F系列（包括F3, F35, F5等）安全控制器系统设计的冗余式电源模块。该模块安装在HIMA安全系统机架的电源插槽中，负责将外部输入的交流或直流电源转换、隔离并分配给机架内的所有安全模块（如CPU、I/O模块）。其核心设计理念是高可用性与安全性，通常采用N+1冗余配置，确保单个电源模块的故障不会导致整个安全系统失电，从而维持安全仪表系统（SIS）或紧急停车系统（ESD）的保护功能连续有效，是保障整个安全系统达到SIL3等级的基础硬件。
应用场景：
在沿海某大型LNG接收站的储罐区，一套HIMA F35系统负责监控多个超低温储罐的压力、液位和泄漏情况，执行关键的关断逻辑。控制室机柜内，两个HIMA F-PWR 02 电源模块并排安装，采用1+1冗余模式，分别由两路独立的UPS（不间断电源）供电。在一个台风天气，雷电导致厂区一路供电发生瞬间中断和电压浪涌。为该路供电的F-PWR 02 模块检测到输入异常，瞬间进入保护状态，同时将负载无缝、无扰动地切换至由另一路UPS供电的健康模块上。整个切换过程在毫秒内完成，机架背板上的各路直流电压（如5V， 24V）输出纹丝未动。F35主控制器和所有安全I/O模块持续稳定运行，未产生任何“电源丢失”的报警或扰动。事后维护人员通过系统诊断界面，清晰地看到了电源切换事件记录。F-PWR 02 的冗余性能，在最不可预测的外部电网故障面前，确保了安全系统“大脑”和“神经”的绝对稳定。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | F-PWR 02 |
制造商 | HIMA |
产品类别 | 安全系统冗余电源模块 (用于HIMA F系列) |
适用系统 | HIMA F3, F35, F5 等系列安全控制器机架 |
输入电压 | 通常为24 V DC（标准工业安全电压）或宽范围交流输入（如85-264 V AC） |
输出电压 | 为机架背板提供多路稳定的隔离直流电压， 例如： +5V (逻辑电路)， +24V (I/O电路) 等 |
冗余配置 | 支持 N+1 冗余并联 (如1+1， 2+1)， 模块间自动负载均流与故障切换 |
额定功率 | 单模块提供特定功率输出， 冗余配置下总功率满足满配机架需求并留有裕量 |
热插拔支持 | 是， 在冗余配置下， 可在系统运行中更换故障或需维护的电源模块 |
诊断与监控 | LED状态指示灯（电源、正常、故障）、支持通过背板向安全控制器报告电压状态、负载、温度及故障信息 |
保护功能 | 输入过压/欠压保护、输出过流/短路保护、过热保护、反接保护 |
安全认证 | 符合HIMA系统的整体安全认证要求， 支持达到SIL 3 (IEC 61508/61511) |
关键特性 | 高可靠性、冗余设计、热插拔、全面诊断、符合功能安全标准 |
技术原理与创新价值：
创新点1：面向功能安全的冗余架构设计。
F-PWR 02 从设计之初就遵循功能安全标准。其冗余不仅仅是简单的并联备份，而是集成了精密的负载均流和故障隔离电路。在并联工作时，各模块精确分担负载电流；当任一模块发生内部故障（如功率器件失效、控制电路异常），它能迅速、自主地将自身与输出母线隔离，防止故障扩散影响其他健康模块或背板负载。这种“故障沉默”和“无缝接管”的能力，是构建无单点故障电源系统的核心。
创新点2：深度的自我诊断与状态报告。
该模块内置了多重诊断传感器，持续监测输入电压、各输出电压、输出电流、内部关键点温度等参数。这些状态信息不仅通过直观的LED灯显示，更重要的是，它能通过专用的安全通信通道（或通过I/O模块）将详细的诊断数据（如“模块A输出电压低于阈值”、“模块B风扇故障”）实时传送给HIMA安全控制器。这使得安全系统不仅能知道“有没有电”，更能知道“电好不好”，实现了对电源子系统健康状况的预测性监控，满足了SIL系统对诊断覆盖率的严格要求。
创新点3：热维护性与高环境鲁棒性。
为了满足过程工业对连续运行和快速维护的苛刻要求，F-PWR 02 支持完全的热插拔操作。在确保至少有一个冗余模块正常工作的情况下，可以像更换服务器电源一样直接更换故障模块，无需系统停机。此外，其宽范围的输入电压设计和坚固的工业级封装，确保了在高温、高湿、振动及强烈电磁干扰的恶劣工业环境中也能稳定工作，为安全系统提供了基石般的可靠性。
应用案例与行业价值：
案例：大型炼油厂加氢裂化装置安全仪表系统（SIS）
一套复杂的加氢裂化装置，其SIS采用HIMA F35系统，执行从反应器超温超压到压缩机喘振等一系列高级联锁保护。
应用流程： SIS机柜配置了三个F-PWR 02 电源模块，采用2+1冗余。两个模块在线均流供电，一个作为冷备或热备。所有模块由双重化的24V DC电源系统供电。
带来的改进： 在一次全厂计划检修后的重启过程中，由于误操作，为SIS机柜供电的一路24V DC电源被意外断开。两个在线工作的F-PWR 02 模块之一瞬间失去输入，但另一个模块毫秒间承担了全部负载，系统供电未受任何影响。SIS控制器记录了这一事件但未触发任何误停车。工厂仪表安全工程师表示：“对于SIS来说，误停车是巨大的经济损失。F-PWR 02 的冗余能力让我们在进行一些边缘的电源维护操作时，不再提心吊胆。它的诊断信息也集成在我们的安全管理系统里，让我们对这套‘保命系统’的供电健康状态一目了然，这是传统电源无法提供的价值。”
相关产品组合方案：
构建或维护一套完整的HIMA F系列安全系统供电方案，以下组件与F-PWR 02 协同工作：
HIMA F系列安全控制器机架： 如F3-BASE-16， 提供电源模块和CPU/I/O模块的安装插槽及背板。
HIMA F系列CPU模块： 如F3-CPU-3， 是安全逻辑处理的核心，依赖F-PWR 02 提供的稳定电源。
HIMA F系列I/O模块： 如F3DIO 8/8 01（数字量）， F3AIO 8/4 01（模拟量）， 均由机架背板供电。
外部高可靠性电源系统： 包括工业开关电源、配电单元、UPS， 为F-PWR 02 提供高质量的双重化或三重化输入电源。
HIMA Safety Manager 工程软件： 可以监控和记录F-PWR 02 上报的电源状态和报警信息。
HIMA 系统诊断面板或HMI： 用于本地显示系统状态，包括电源健康状况。
备用F-PWR 02模块： 作为关键备件，用于实施轮换式预防性维护或应急更换。
安装维护与全周期支持：
安装与调试： HIMA F-PWR 02 的安装需遵循电气安全规程。在断开所有输入电源后，将模块对准机架电源槽导轨推入，直至锁定到位。正确连接输入电源线（注意电压等级和极性）。上电后，观察模块指示灯状态。在冗余配置中，需验证所有模块均正常启动并进入预期的工作模式（均流或主/备）。调试阶段应通过模拟断开一路输入或移除一个模块，来验证冗余切换功能是否正常，并确认系统诊断能正确报告该事件。
维护与全周期支持： 日常维护包括定期检查模块指示灯、清洁通风孔、测量输入输出电压。建议结合系统大修，对冗余电源进行切换测试和负载测试。更换模块时，务必确保系统冗余有效，并严格遵守热插拔程序。
扫一扫咨询微信客服
